第17章交變電流-知識(shí)點(diǎn)總結(jié).docVIP

一第二章:交變電流一、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生: 線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的瞬時(shí)值: I=I msint峰值:I m= nsB/R有效值:周期和頻率的關(guān)系:T=1/f圖像：正弦曲線(xiàn)描述交變電流電感對(duì)交變電流的作用：通直流、阻交流，通低頻、阻高頻電容對(duì)交變電流的作用：通交流、阻直流，通高頻、阻低頻原理：電磁感應(yīng) 變壓比：U1/U2=n1/n2應(yīng)用變壓器只有一個(gè)副線(xiàn)圈：I1/I2=n2/n1有多個(gè)副線(xiàn)圈：I1n1= I2n2= I3n3=變流比：電能的輸送功率損失：電壓損失：遠(yuǎn)距離輸電方式：高壓輸電定義：機(jī)械能是指動(dòng)能和勢(shì)能的總和。轉(zhuǎn)化：動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化。機(jī)械能守恒：無(wú)阻力，動(dòng)能和勢(shì)能之間總量不變。機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化二、重、難點(diǎn)知識(shí)歸納1交變電流產(chǎn)生圖17-1(一)、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流。如圖17-1所示（b）、（c）、（e）所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。如圖（b）所示。而（a）、(d)為直流其中（a）為恒定電流。（二）、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律。 (1)、產(chǎn)生：當(dāng)線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。(2)、中性面：勻速旋轉(zhuǎn)的線(xiàn)圈，位于跟磁感線(xiàn)垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，但切割邊都未切割磁感線(xiàn)，或者說(shuō)這時(shí)線(xiàn)圈的磁通量變化率為零，線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(3)、規(guī)律：從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則e=NBSsint 。用表示峰值NBS則e=sint在純電阻電路中,電流I=sint=Isint，電壓u=Usint 。2、表征交變電流大小物理量(1)瞬時(shí)值：對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值 用小寫(xiě)字母x 表示，e i u(2)峰值：即最大的瞬時(shí)值。大寫(xiě)字母表示，Ummmm= nsB m=m/ R注意：線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為=NBS，即僅由匝數(shù)N，線(xiàn)圈面積S，磁感強(qiáng)度B和角速度四個(gè)量決定。與軸的具體位置，線(xiàn)圈的形狀及線(xiàn)圈是否閉合都是無(wú)關(guān)的。(3)有效值：a、意義：描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量b、定義：跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值。c、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是= I= U=。注意：正弦交流的有效值和峰值之間具有=，U=的關(guān)系，非正弦（或余弦）交流無(wú)此關(guān)系，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對(duì)于正負(fù)半周最大值相等的方波電流，其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I。e、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值。對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指有效值。f、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。(4)峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。 峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值，對(duì)純電阻電路來(lái)說(shuō)，沒(méi)有什么應(yīng)用意義。若對(duì)含電容電路，在判斷電容器是否會(huì)被擊穿時(shí)，則需考慮交流的峰值是否超過(guò)電容器的耐壓值。 交流的有效值是按熱效應(yīng)來(lái)定義的，對(duì)于一個(gè)確定的交流來(lái)說(shuō)，其有效值是一定的。而平均值是由公式確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來(lái)決定，在不同的時(shí)間段里是不相同的。如對(duì)正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動(dòng)勢(shì)大小為，而一周期內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)卻為零。在計(jì)算交流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能用有效值，而不能用平均值。在計(jì)算通過(guò)導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值，而不能用有效值。在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說(shuō)明，提到的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)時(shí)，都是指有效值。(5)、表征交變電流變化快慢的物理量a、周期T：電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間。單位：s .b、頻率f：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位：Z.c、角頻率：就是線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。單位：rad/s.d、角速度、頻率、周期，的關(guān)系=2f=(6)、疑難辨析圖17-2交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值和穿過(guò)線(xiàn)圈面積的磁通量的變化率成正 比。當(dāng)線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈磁通量也是按正弦（或余弦）規(guī)律變化的，若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，t=0時(shí)，磁通量最大，應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零（切線(xiàn)斜率為零），t=時(shí)，磁通量為零，此刻變化率最大（切線(xiàn)斜率最大），因此從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù)，如上圖17-2所示分別是=cost和e=sint。3、變壓器（1）變壓器的構(gòu)造： 原線(xiàn)圈、 副線(xiàn)圈、 鐵心（2）變壓器的工作原理 在原、副線(xiàn)圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。（3）理想變壓器：磁通量全部集中在鐵心內(nèi)，變壓器沒(méi)有能量損失，輸入功率等于輸出功率。（4）理想變壓器電壓跟匝數(shù)的關(guān)系： U1/U2= n1/n2說(shuō)明：對(duì)理想變壓器各線(xiàn)圈上電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系，不僅適用于原、副圈只有一個(gè)的情況，而且適用于多個(gè)副線(xiàn)圈的情況。即有=。這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐咳考性阼F心內(nèi)。因此穿過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量的變化率是相同的，每匝線(xiàn)圈產(chǎn)生相同的電動(dòng)勢(shì)，因此每組線(xiàn)圈的電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比。在線(xiàn)圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，每組線(xiàn)圈兩端的電壓即等于電動(dòng)勢(shì)，故每組電壓都與匝數(shù)成正比。（5）理想變壓器電流跟匝數(shù)的關(guān)系I1/I2= n2/n1 （適用于只有一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器）說(shuō)明：原副線(xiàn)圈電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線(xiàn)圈各有一個(gè)的情況，一旦有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，反比關(guān)系即不適用了，可根據(jù)輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)出：U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+再根據(jù)U2=U1 U3=U1 U4= U4可得出：n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+（6）注意事項(xiàng)（1）當(dāng)變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)比()確定以后,其輸出電壓U2是由輸入電壓U1決定的(即U2=U1)但若副線(xiàn)圈上沒(méi)有負(fù)載 , 副線(xiàn)圈電流為零輸出功率為零 , 則輸入 功率為零,原線(xiàn)圈電流也為零,只有副線(xiàn)圈接入一定負(fù)載,有了一定的電流,即有了一定的輸出功率，原線(xiàn)圈上才有了相應(yīng)的電流（I1=I2），同時(shí)有了相等的輸入功率，（P入=P出）所以說(shuō)：變壓器上的電壓是由原線(xiàn)圈決定的，而電流和功率是由副線(xiàn)圈上的負(fù)載來(lái)決定的。4、電能的輸送(1)輸送電能的過(guò)程:輸送電能的過(guò)程如下所示：發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線(xiàn)降壓變壓器用電單位。 (2). 高壓輸電的道理思路：輸電導(dǎo)線(xiàn)（電阻）發(fā)熱損失電能減小損失。輸電要用導(dǎo)線(xiàn)，導(dǎo)線(xiàn)當(dāng)然有電阻，如果導(dǎo)線(xiàn)很短，電阻很小可忽略，而遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)很長(zhǎng)，電阻大不能忽略。電流通過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)要發(fā)出大量的熱，所以，輸電時(shí)，必須設(shè)法減小導(dǎo)線(xiàn)發(fā)熱損失。由焦耳定律Q=I2Rt，減小發(fā)熱Q有以下三種方法：一是減小輸電時(shí)間t，二是減小輸電線(xiàn)電阻R，三是減小輸電電流I。第一種方法等于停電，沒(méi)有實(shí)際價(jià)值。第二種方法從材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)三方面來(lái)說(shuō)都有實(shí)際困難。適用的超導(dǎo)材料還沒(méi)有研究出來(lái)。排除了前面兩種方法，就只能考慮第三種方法了。從焦耳定律公式Q=I2Rt可以看出，第三種辦法是很有效的：電流減小一半，損失的電能就降為原來(lái)的四分之一。所以說(shuō)要減小電能的損失，必須減小輸電電流。但從另一方面講，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實(shí)際意義。根據(jù)公式P=UI，要使輸電電流I減小，而輸送功率P不變（足夠大），就必須提高輸電電壓U。所以說(shuō)通過(guò)高壓輸電可以保證在輸送功率不變，減小輸電電流來(lái)減小輸送電的電能損失。(3) 變壓器能把交流電的電壓升高（或降低）在發(fā)電站都要安裝用來(lái)升壓的變壓器，實(shí)現(xiàn)高壓輸電。但是我們用戶(hù)使用的是低壓電，所以在用戶(hù)附近又要安裝降壓的變壓器。一是為了安全，二是用電器只能用低電壓。三、典型例題例1、交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電壓流表示式為，保持其他條件不變，使該線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則此時(shí)電壓流的變化規(guī)律變?yōu)椋?）ABCD解析：線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則Um增加4倍，線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，則為原來(lái)的兩倍。答案為B。點(diǎn)撥：此題是一個(gè)基礎(chǔ)題，考查的是對(duì)電壓流表示式為的理解，最好親自動(dòng)手推導(dǎo)公式，才有利于公式的記憶。小試身手MN圖17-3QPABCDE1.1、關(guān)于線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流，以下說(shuō)法正確的是（ ）A線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變B線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次C線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次D線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次1.2、如圖17-3所示，矩形線(xiàn)圈ACDE放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈以相同的角速度，分別繞MN、PQ、AC、AE軸線(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為E1、E2、E3、E4，則下列關(guān)系中正確的是（ ）AE1=E2，E3=E4 BE1=E2=E3，E4=0 CE1=E2=E3=E4 DE2=E3，E1=E4例2、如圖17-4表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。 解析：此題所給交流正負(fù)半周的最大值不相同，許多同學(xué)對(duì)交流電有效值的意義理解不深，只知道機(jī)械地套用正弦交流電的最大值是有效值的倍的關(guān)系，直接得出有效值，而對(duì)此題由于正負(fù)半周最大值不同，就無(wú)從下手。應(yīng)該注意到在一個(gè)周期內(nèi)前半周期和后半周期的有效值是可求的，再根據(jù)有效值的定義，選擇一個(gè)周期的時(shí)間，利用在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相同，從焦耳定律求得。 IRT=I1R+ I2R圖17-4 即I=(+（) 解得 I=A 點(diǎn)撥：此題是一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算題，主要是考查對(duì)交變電流中最大值的有效值的關(guān)系的理解。 小試身手2.1、一個(gè)矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（V），則如下說(shuō)法中正確的是（ ）A此交流電的頻率是100HzBt=0時(shí)線(xiàn)圈平面恰與中性面重合C如果發(fā)電機(jī)的功率足夠大，它可使“220V100W”的燈泡正常發(fā)光D用交流電壓表測(cè)量的讀數(shù)為V2.2、一個(gè)電熱器接在10V的直流電源上，在ts內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，今將該電熱器接在一交流電源上，它在2ts內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則這一交流電源的交流電壓的最大值和有效值分別是（ ）A最大值是V，有效值是10VB最大值是10V，有效值是VC最大值是V，有效值是5VD最大值是20V，有效值是V例3、如圖17-5所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“”形導(dǎo)線(xiàn)框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=T，線(xiàn)框的CD邊長(zhǎng)為20cm、CE、DF長(zhǎng)均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)（1）寫(xiě)出線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。（2）若線(xiàn)框電阻r=3,再將AB兩端接“6V，12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光？若不能，小燈泡實(shí)際功率多大？ 解析：（1）注意到圖17-5示位置磁感線(xiàn)與線(xiàn)圈平面平行，瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為余弦函數(shù)，先出最大值和角頻率。 =2n=100rad/s =BS=0.20.1100=10(V) 所以電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式應(yīng)為e=10cos100t(V)。圖17-5（2）小燈泡是純電阻電路，其電阻為R=首先求出交流電動(dòng)勢(shì)有效值=10（V）此后即可看成恒定電流電路，如圖15-5 所示，顯然由于R=r,=5v，小于額定電壓，不能正常發(fā)光。其實(shí)際功率是p=8.3(w)點(diǎn)撥：此題是一個(gè)綜合計(jì)算題，考查的是電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值之間關(guān)系，應(yīng)該多加強(qiáng)這方面的練習(xí)，以熟悉此計(jì)算公式。小試身手ABOabcd3.1、某矩形線(xiàn)圈，切割磁感線(xiàn)的邊長(zhǎng)ab=40cm，寬ab=20cm，共50匝，磁感強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以300r/min，繞中心軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖17-6所示問(wèn)：（1）線(xiàn)圈角速度、頻率各多少？長(zhǎng)邊切割磁感線(xiàn)的線(xiàn)速度多大？圖17-6（2）若t=0時(shí)線(xiàn)圈恰在中性面位置，寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式，求出當(dāng)t=0.025s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值（3）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值多少？從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)900過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值又是多少？（4）若線(xiàn)圈的電阻為10，為了使線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每秒要提供的機(jī)械能是多少？圖17-7例4、如圖17-7所示,理想變壓器鐵芯上繞有A、B、C三個(gè)線(xiàn)圈，匝數(shù)比為nA:nB:nC=4:2:1,在線(xiàn)圈B和C的兩端各接一個(gè)相同的電阻R，當(dāng)線(xiàn)圈A與交流電源連通時(shí)，交流電流表A2的示數(shù)為I0，則交流電表A1的讀數(shù)為_(kāi)I0 。解析：此題如果輕易用電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比的關(guān)系來(lái)解，即得出IA=0.5I0就錯(cuò)了。應(yīng)該注意到變壓器副線(xiàn)圈有多組，電流反比關(guān)系不成立，但電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系還是成立的，應(yīng)先根據(jù)這一關(guān)系求出C組線(xiàn)圈電壓，再根據(jù)R相等的條件求出C組電流，由和，得IC=0.5I0 .此后利用關(guān)系式 nA IA=nBnB +nCnC即 4IA=2I0+10.5I0 得IA=0.625I0點(diǎn)撥：此題為一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算題。考查的是對(duì)變壓器工作規(guī)律的一個(gè)理解。小試身手圖17-84.1、如圖17-8所示,變壓器輸入 交變電壓U一定,兩個(gè)副線(xiàn)圈的匝數(shù)為n2和n3,當(dāng)把一電阻先后接在a,b間和c,d 間時(shí),安培表的示數(shù)分別為I和I，則I：I為（ ）A .n22 :n32 B .: C . n2 :n3 D . n32 :n224.2 、有一個(gè)理想變壓器,原線(xiàn)圈1200匝,副線(xiàn)圈400匝,現(xiàn)在副線(xiàn)圈上接一個(gè)變阻器R,如圖17-9所示,則下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A .安培表A1與A2的示數(shù)之比為3:1 圖17-9B .伏特表V1與 V2的示數(shù)之比為3:1C .當(dāng)變阻器滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí),原線(xiàn)圈的輸入功率將增加D .原、副線(xiàn)圈的功率之比為3:1例5、將電阻R1和R2如下圖17-10甲所示接在變壓器上，變壓器原線(xiàn)圈接在電壓恒為U的交流電源上，R1和R2上的電功率之比為2：1，若其它條件不變，只將R1和R2改成如圖乙接法，R1和R2上的功率之比為1：8。若甲圖中原線(xiàn)圈電流為I1，乙圖中原線(xiàn)圈電流為I2，求：（1）兩組副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比；（2）I1和I2之比。解析：（1）甲圖中R1和R2串聯(lián)，電流相同，功率與電阻成正比，所以有 R1=2R2（1） 設(shè)三組線(xiàn)圈的匝數(shù)分別是n1 ,n2 ,n3，兩組副線(xiàn)圈上的電壓分別是U2和U3，易得U2=U U3=U乙圖中R1和R2上的功率之比為1 : 8圖17-10即 8 （2）聯(lián)列（1）式和（2）式解得 =（2）設(shè)甲圖中輸出功率為P1，則P1=（）2/（R1+R2）設(shè)乙圖中輸出 功率為P2，則P2=（）2/R1+（）2/R2以R1=2R2，n3=2n2代入，可得： 。由于輸入功率等于輸出功率，所以甲、乙兩圖中輸入功率之比也為，根據(jù)P=IU，電壓恒定，所以?xún)蓤D中電流之比I1：I2=2：3點(diǎn)撥：此題是一個(gè)綜合計(jì)算題，考查的是變壓器電壓、電流與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系，并且要理解變壓器中輸出功率與輸入功率之間的關(guān)系。小試身手5.1、有一理想變壓器在其原線(xiàn)圈上串一熔斷電流為I0=1A的保險(xiǎn)絲后接到220V交流電源上，副線(xiàn)圈接一可變電阻R作為負(fù)載，已知原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n1:n2=5:1,問(wèn)了不使保險(xiǎn)絲熔斷，可變電阻的取值范圍如何？ 5.2、一臺(tái)理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為10：1，原線(xiàn)圈接U=100sin100tV的交變電壓，副線(xiàn)圈兩端用導(dǎo)線(xiàn)接規(guī)格為“6V，12W”的小燈，已知導(dǎo)線(xiàn)總電阻r=0.5,試求：副線(xiàn)圈應(yīng)接幾盞小燈？這些小燈又如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光例6、發(fā)電廠(chǎng)輸出的交流電壓為2.2萬(wàn)伏,輸送功率為2.2106瓦,現(xiàn)在用戶(hù)處安裝一降壓變壓器,用戶(hù)的電壓為220伏,發(fā)電廠(chǎng)到變壓器間的輸電導(dǎo)線(xiàn)總電阻為22歐,求:(1)輸電導(dǎo)線(xiàn)上損失的電功率;(2)變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比。解析：（1）應(yīng)先求出輸送電流，由線(xiàn)=P總/U總=2.2106 2.2104=100(A) 則損失功率為P損=I線(xiàn)2R線(xiàn)=100222=2.2105 (w) (2)變壓器原線(xiàn)圈電壓U1為U1=U總-U線(xiàn)= U總- I線(xiàn)R線(xiàn)=2.2104-10022=19800(V)所以原副線(xiàn)圈匝數(shù)比=19800/220=90.點(diǎn)撥：此題是一個(gè)綜合計(jì)算題，考查的是電能在輸送的過(guò)程中能量的損失，以及變壓器的原副線(xiàn)圈的應(yīng)用。小試身手6.1、遠(yuǎn)距離輸電，當(dāng)輸電電阻和輸送功率不變時(shí)，則（ ）A輸電線(xiàn)上損失的功率跟輸送電線(xiàn)上的電流的平方成正比B輸電線(xiàn)上損失的電壓跟輸送電線(xiàn)上的電流成正比C輸送的電壓越高，輸電線(xiàn)路上損失的電壓越大D輸電線(xiàn)上損失的功率跟輸送電壓的平方成正比6.2、用1萬(wàn)伏高壓輸送100千瓦的電功率，在輸電線(xiàn)上損失2%的電功率，則輸電線(xiàn)的電阻是_歐姆，如果把輸送電壓降低一半，則輸電線(xiàn)上損失功率將占輸送功率的_%。6.3、如圖16-10所示，理想變壓器和三個(gè)定值電阻R1、R2和R3接在交流電源上，R1=R3，若R1、R2和R3上的電功率相等，則R1：R2=_,變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為_(kāi)。四、章節(jié)練習(xí)一 .填空題:1、如圖17-11甲所示，一個(gè)矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)過(guò)圖中位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，且以電流自a端流出為正， 則在圖乙中能表示這一交流電的圖象的是 。 圖乙 圖甲圖17-112、在電子技術(shù)中，從前一級(jí)裝置輸出的既有直流成分（工作電流），又有交流成分（信號(hào)電流）。如果我們希望輸送到后一級(jí)裝置的只有直流成分，電容器應(yīng)該和后一級(jí)裝置 ；如果我們希望輸送到后一級(jí)裝置的只有交流成分，電容器應(yīng)該和后一級(jí)裝置_ （兩空均填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。3、用U1和U2兩種電壓分別通過(guò)相同長(zhǎng)度和材料的導(dǎo)線(xiàn)輸電，若輸送的電功率相等,在輸電線(xiàn)上損失的電功率也相同，則在兩種情況下輸電線(xiàn)截面積之比S1：S2為_(kāi) 4、一個(gè)接在直流電源上的電熱器所消耗的電功率為P1，若把它接到電壓最大值與直流電壓相等的交流電源上，該電熱器所消耗的電功率為P2，則PlP2為_(kāi)5、圖17-12中理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比nln2=4 l，原線(xiàn)圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線(xiàn)圈與電阻R相連成閉合回路當(dāng)直導(dǎo)線(xiàn)AB在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表Al的讀數(shù)是12mA，那么電流表A2的讀數(shù)是_圖17-126、如右圖17-13所示，有一理想變壓器，原線(xiàn)圈接在電壓一定的正弦交流電源上，副線(xiàn)圈電路中接入三個(gè)電阻R1、R2、R3，各交流電表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1示數(shù)_ B電流表A2示數(shù)_ （填“變大、變小、不變”） 圖17-14圖17-137、兩個(gè)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖17-14甲、乙所示，把它們通人相同的電阻中，則在1s內(nèi)兩電阻消耗的電功比Wa：Wb等于_ 8、將u = 110sin100tV的交變電壓接到“220V，100W”的燈泡兩端，設(shè)燈絲的電阻不隨溫度變化，流過(guò)燈泡電流的最大值_；燈泡發(fā)揮的實(shí)際功率_。9、一閉合線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速為240rad/min ，當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場(chǎng)平行時(shí)，線(xiàn)圈的電動(dòng)勢(shì)為2.0V 。設(shè)線(xiàn)圈從垂直磁場(chǎng)瞬時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，該線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式_；電動(dòng)勢(shì)在1/48s末的瞬時(shí)值為_(kāi)。二 .選擇題:10、矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞著垂直磁感線(xiàn)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量等于零，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零D、穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量等于零，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零11.一矩形線(xiàn)圈繞垂直磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e = 20sin20t V，由此可以判斷（ ）At = 0時(shí)，線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)垂直 Bt = 0時(shí)，線(xiàn)圈的磁通量為零Ct = 0.05s時(shí)，線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的有效速度最小 Dt = 0.05s時(shí)，e第一次出現(xiàn)最大值12. 線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流如圖17-15所示，則（ ）A在A(yíng)和C時(shí)刻線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)垂直B在B和時(shí)刻線(xiàn)圈中的磁通量為零C從A時(shí)刻到B時(shí)刻線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為rad 圖17-15D若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)歷的時(shí)間為0.02s ，則該交變電流在1.0s的時(shí)間內(nèi)方向會(huì)改變100次13.一個(gè)矩形線(xiàn)框的面積為S ，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，則（ ）A線(xiàn)框交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為nBS B線(xiàn)框交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為nBSC從開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)1/4周期，線(xiàn)框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2nBSD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e = 2nBSsin2nt14.關(guān)于交流電的有效值和最大值，下列說(shuō)法正確的是（ ）A任何形式的交變電流的有效值和最大值都有關(guān)系U = Um/B只有正弦式電流才有U = Um/的關(guān)系C照明電壓220V 、動(dòng)力電壓380V，指的都是交變電流的有效值D交流電壓表和電流表測(cè)量的都是交變電流的有效值15. 一只氖管的起輝電壓為50V ，把它接在u = 50sin314tV的交變電源上，在一個(gè)交變電壓的周期內(nèi)，氖管的發(fā)光時(shí)間為（ ）A0.02s B0.01s C0.015s D0.005s16.對(duì)于如圖17-16所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（ ）圖17-16Aa、b端接穩(wěn)恒直流電，燈泡發(fā)亮Ba、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮Ca、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容增大時(shí)，燈泡亮度增大Da、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容減小時(shí)，燈泡亮度增大17. 對(duì)于如圖17-17所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（ ）A雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接上部時(shí)，燈泡亮度較大B雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接下部時(shí)，燈泡亮度較大圖17-17C雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線(xiàn)圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過(guò)程中，燈泡亮度變大D雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線(xiàn)圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過(guò)程中，燈泡亮度變小18.在圖17-18所示的電路中，如果交變電流的頻率增大，1、2和3燈的亮度變化情況是（ ）A1、2兩燈均變亮，3燈變暗 B1燈變亮，2、3兩燈均變暗C1、2燈均變暗，3燈亮度不變D1等變暗，2燈變亮，3燈亮度不變圖17-1819.在電工和電子技術(shù)中使用的扼流圈有兩種：低頻扼流圈和高頻扼流圈。它們的區(qū)別在于（ ）A低頻扼流圈的自感系數(shù)較大B高頻扼流圈的自感系數(shù)較大C低頻扼流圈的能有效地阻礙低頻交變電流，但不能阻礙高頻交變電流D高頻扼流圈的能有效地阻礙高頻交變電流，但不能阻礙低頻交變電流20.關(guān)于電容器通過(guò)交變電流的理解，正確的是（ ）A有自由電荷通過(guò)電容器中的電介質(zhì)B電容不斷的充、放電，與之相連的導(dǎo)線(xiàn)中必須有自由電荷移動(dòng)，這樣就形成了電流C交變電壓相同時(shí)，電容越大，電流越大D交變電壓相同時(shí)，頻率越高，電流越大21.對(duì)于圖17-19所示的電路，下列說(shuō)法正確的是（ ）Aa、b兩端接穩(wěn)恒直流，燈泡將不發(fā)光Ba、b兩端接交變電流，燈泡將不發(fā)光圖17-19Ca、b兩端由穩(wěn)恒的直流電壓換成有效值相同的交變電壓，燈泡亮度相同Da、b兩端由穩(wěn)恒的直流電壓換成有效值相同的交變電壓，燈泡亮度將會(huì)減弱三計(jì)算題22、如圖17-20所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B = 0.1T ，矩形線(xiàn)圈的匝數(shù)N = 100匝，邊長(zhǎng)= 0.2m ，= 0.5m ，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度= 100rad/s ，轉(zhuǎn)軸在正中間。試求：（1）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，該線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；（2）當(dāng)轉(zhuǎn)軸移動(dòng)至ab邊（其它條件不變），再求電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；（3）當(dāng)線(xiàn)圈作成半徑為r = 的圓形，再求電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式。圖17-2023、一臺(tái)變壓器有兩個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈，它的初級(jí)線(xiàn)圈接在220V的電源上，一個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的電壓為6V，輸出電流為2A，匝數(shù)為24匝；另一個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的電壓為250V，輸出電流為200mA求： (1)250V線(xiàn)圈的匝數(shù)，初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)； (2)初級(jí)線(xiàn)圈的輸入功率24在真空中速度為=6.4107ms的電子束，連續(xù)地射入兩平行極板之間，極板長(zhǎng) 度為L(zhǎng)=8.010-2m，間距d=5.010-3m兩極板不帶電時(shí)，電子束將沿兩極板之間的中線(xiàn)通過(guò)在兩極板上加一個(gè)50Hz的交變電壓u=Umsint，如果所加電壓的最大值Um超過(guò)某一值U0時(shí),將開(kāi)始出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時(shí)能通過(guò)兩極板，有時(shí)間斷，不能通過(guò) (1)求U0的大?。?(2)求Um為何值才能使通過(guò)的時(shí)間跟間斷的時(shí)間之比為2：125.圖17-21是一個(gè)帶有兩個(gè)副線(xiàn)圈的理想變壓器，今將原線(xiàn)圈接至穩(wěn)壓交流電源上，副線(xiàn)圈L1的匝數(shù)為nl，副線(xiàn)圈L2的匝數(shù)為n2.當(dāng)L2兩端斷開(kāi)、電阻R接到L2兩端時(shí),電流表的讀數(shù)為I2；當(dāng)L1斷開(kāi)、電阻R接到L2兩端時(shí)，電流表的讀數(shù)為I2;當(dāng)Ll、L2都接上R時(shí)，電流表的讀數(shù)為I3，問(wèn)I1：I2：I3=?圖17-2126圖17-22所示是一個(gè)交流發(fā)電機(jī)的示意圖線(xiàn)框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知ab=bc=10cm.B=1T，線(xiàn)圈匝數(shù)n=100，線(xiàn)圈電阻r=5，外電路負(fù)載電阻R=5，線(xiàn)圈以600rmin的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：(1)電流表和電壓表的讀數(shù)；(2)從如圖示位置開(kāi)始經(jīng)過(guò)160s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為多少?圖17-22(3